(57)【要約】【課題】トレッド部の耐久性を向上しうる。【解決手段】トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた空気入りタイヤ１である。ベルト層７は、複数のベルトコード１１を配列した少なくとも一枚のベルトプライ７Ａを含む。ベルトコード１１は、タイヤ軸方向の幅が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増する断面略三角形状に形成される。【選択図】図２
2013189127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカスと、
このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記ベルト層は、複数のベルトコードを配列した少なくとも一枚のベルトプライを含み、
前記ベルトコードは、タイヤ軸方向の幅が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増する断面略三角形状であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ベルトコードは、曲げ剛性が３０〜６００ｇ・cmである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ベルトプライは、タイヤ軸方向で隣り合う前記ベルトコードの間隔が０．５〜２．０mmである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ベルトコードは、複数のフィラメントを束ねて形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記フィラメントはスチールからなり、素線径が０．１８〜０．４５mmである請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド部の耐久性を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りラジアルタイヤには、カーカスをタガ締めするベルト層が設けられる（例えば、下記特許文献１参照）。このベルト層には、ベルトコードをタイヤ赤道に対して、例えば１０〜４０°の小角度で傾けて配列したベルトプライが用いられる。
【０００３】
また、ベルトコードには、スチールからなる複数のフィラメントを撚り合わせた断面円形状のスチールコードが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１００５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような断面円形状のベルトコードは、タイヤ軸方向の幅が、断面中心付近からタイヤ半径方向外側に向かって漸減するため、トレッド部の踏面側において、路面からの入力を面で受けることができない。このため、例えば、鋭利な突起物を乗り越える際、その突起物をベルトコード間を貫通しやすく、パンク等の損傷になることがあった。
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ベルトコードを、タイヤ軸方向の幅が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増させる断面略三角形状とすることを基本として、トレッド部の耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、複数のベルトコードを配列した少なくとも一枚のベルトプライを含み、前記ベルトコードは、タイヤ軸方向の幅が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増する断面略三角形状であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記ベルトコードは、曲げ剛性が３０〜６００ｇ・cmである請求項１に記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記ベルトプライは、タイヤ軸方向で隣り合う前記ベルトコードの間隔が０．５〜２．０mmである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記ベルトコードは、複数のフィラメントを束ねて形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、前記フィラメントはスチールからなり、素線径が０．１８〜０．４５mmである請求項４に記載の空気入りタイヤである。
【００１２】
なお、本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において特定される値とする。
【００１３】
前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。
【００１４】
前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層とが設けられる。また、ベルト層は、複数のベルトコードを配列した少なくとも一枚のベルトプライを含み、該ベルトコードは、タイヤ軸方向の幅が、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増する断面略三角形状に形成される。
【００１６】
このようなベルトコードは、トレッド部の踏面側において、大きな幅を有する面が設けられる。従って、ベルトコードは、路面からの入力を前記面で受けることができるため、例えば、鋭利な突起物がタイヤ内腔まで突き刺さるのを抑制することができ、トレッド部の耐久性を向上しうる。
【００１７】
しかも、ベルトコードは、前記面を形成しつつ、例えば断面略四角形状のものに比べて、断面積を小さくすることができる。従って、ベルトコードは、タイヤ質量の増大を防ぎながら、トレッド部の耐久性を高めることができる。  
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。
【図２】図１の拡大図である。
【図３】ベルトプライの断面図である。
【図４】ベルトコード形成工程を説明する斜視図である。
【図５】トッピング工程を説明する斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】（ａ）は１次プライ形成工程を説明する斜視図、（ｂ）はベルトプライを形成する工程を説明する断面図である。
【図８】他の実施形態のベルトコードを示す断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は比較例のベルトコードを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある）１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた重荷重用のラジアルタイヤとして構成される。
【００２０】
前記カーカス６は、少なくとも１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成される。このカーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびてビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。
【００２１】
また、本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのび、かつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４が適宜補強される。
【００２２】
また、カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して、例えば７０〜９０度の角度で配列されたカーカスコードを有する。このカーカスコードとしては、例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、又はアラミドなどの有機繊維コードや、スチールコードが好適に採用される。
【００２３】
前記ベルト層７は、スチールからなるベルトコード１１をタイヤ赤道Ｃに対して、例えば５０〜７０度程度の角度で配列した最も内側のベルトプライ７Ａと、ベルトコード１１（図２に示す）をタイヤ赤道Ｃに対して１５〜３５度程度の小角度で配列したベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとを含んで構成される。また、図３に拡大して示されるように、各ベルトプライ７Ａ〜７Ｄは、前記ベルトコード１１と、該ベルトコード１１を被覆するトッピングゴム１２と含む。
【００２４】
このようなベルト層７は、カーカスプライ６Ａをタガ締めし、トレッド部２の剛性を高めうる。また、ベルト層７は、ベルトコード１１がプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けることによって、ベルト剛性を効果的に高めることができる。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、前記ベルトコード１１は、例えば断面円形状に形成された複数のフィラメント１３を束ねて形成される。本実施形態のベルトコード１１は、タイヤ軸方向で隣り合うフィラメント１３の本数を、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増して配置される。
【００２６】
これにより、ベルトコード１１は、そのタイヤ軸方向の幅Ｗ１が、内側から外側に向かって漸増する断面略三角形状に形成され、トレッド部２の踏面２Ｓ側において、大きな幅を有する面１６が形成される。
【００２７】
従って、ベルトコード１１は、路面からの入力を、踏面２Ｓ側に形成された前記面１６で受けることができるため、例えば、鋭利な突起物がベルト層７を貫通してタイヤ内腔まで突き刺さるのを抑制でき、トレッド部２の耐久性を向上しうる。
【００２８】
しかも、ベルトコード１１は、前記面１６を形成しつつ、例えば断面略四角形状のものに比べて、断面積を小さくすることができる。従って、ベルトコード１１は、タイヤ質量の増大を防ぎながら、トレッド部２の耐久性を向上しうる。
【００２９】
このような作用を効果的に発揮させるために、ベルトコード１１のタイヤ軸方向の最大幅Ｗ１ｍは、０．３６〜２．００mmが望ましい。なお、前記最大幅Ｗ１ｍが０．３６ｍm未満であると、上記作用を十分に発揮させることができないおそれがある。逆に、前記最大幅Ｗ１ｍが２．００mmを超えると、ベルトコード１１の曲げ剛性が過度に大きくなり、乗り心地が低下するおそれがある。このような観点より、前記最大幅Ｗ１ｍは、より好ましくは０．４０mm以上が望ましく、また、より好ましくは１．８０mm以下が望ましい。なお、前記最大幅Ｗ１ｍは、後述するラッピング層（図示省略）が設けられる場合には、該ラッピング層を除いて測定されるものとする。
【００３０】
また、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄにおいて、タイヤ軸方向で隣り合う前記ベルトコード１１の間隔Ｗ２は、０．５〜２．０mmに設定されるのが望ましい。なお、前記間隔Ｗ２が２．０mmを超えると、上記作用を十分に向上できないおそれがある。逆に、前記間隔Ｗ２が０．５mm未満であると、タイヤ軸方向で隣り合うベルトコード１１、１１間において歪が集中し、トッピングゴム１２が剥離するおそれがある。このような観点より、前記間隔Ｗ２は、より好ましくは０．８mm以上が望ましく、また、より好ましくは１．８mm以下が望ましい。
【００３１】
さらに、前記ベルトコード１１は、その曲げ剛性が３０〜６００ｇ・cmであるのが望ましい。なお、前記曲げ剛性が３０ｇ・cm未満であると、路面からの入力に対して十分な剛性を発揮させることができないおそれがある。さらには、走行中に生じる圧縮疲労によって、ベルトコード１１が破断するおそれもある。逆に、前記曲げ剛性が６００ｇ・cmを超えると、ベルトコード１１自体のしなやかさが低下し、乗り心地の悪化や、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの製造が困難となるおそれがある。このような観点より、前記曲げ剛性は、より好ましくは３３ｇ・cm以上が望ましく、また、より好ましくは５６０ｇ・cm以下が望ましい。
【００３２】
ここで、前記「曲げ剛性」は、ベルトコード１１を、その撚りが解けないように７０ｍｍの長さで溶断して試験片をうるとともに、ＴＥＢＥＲ社製のスティフネステスター（ＭＯＤＥＬ１５０−Ｄ）を用いて測定する。具体的には、試験片の一端を固定するとともに、この固定端から７０ｍｍの長さでのびる試験片の他端に力を負荷し、該試験片の前記他端での開き角度が１５゜になったときの抗力（曲げ硬さ）を測定することにより得られる。
【００３３】
前記曲げ剛性と同様の観点より、前記フィラメント１３の素線径Ｌ３は、好ましくは０．１８mm以上、さらに好ましくは０．２０mm以上が望ましく、また、好ましくは０．４５mm以下、さらに好ましくは０．４２mm以下が望ましい。
【００３４】
また、ベルトコード１１には、その外周を取り囲むようにラッピング層（図示省略）が配されても良い。このようなラッピング層は、フィラメント１３のバラケを効果的に防止できる点で望ましい。また、ベルトコード１１は、複数のフィラメント１３同士を、例えば接着剤等を用いて接着しても良い。
【００３５】
次に、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法では、ベルトコード１１を形成するベルトコード形成工程（図４に示す）、ベルトコード１１をトッピングゴム１２でゴム被覆してゴム付きファブリック２１を形成するトッピング工程（図５に示す）、及びゴム付きファブリック２１を所定の長さに切断した裁断片２１Ｔを、順次連結して１次プライ２２を形成する１次プライ形成工程（図７（ａ）に示す）を含む。
【００３６】
図４に示されるように、本実施形態のベルトコード形成工程では、先ず、ベルトコード１１と同一の断面略三角形状の孔部２６を複数有する基体２５に、リール体（図示省略）等から引き出された前記複数のフィラメント１３を通過させてフィラメント束２７を形成する。
【００３７】
前記孔部２６は、水平方向の幅Ｗ５が下側から上側に向かって漸増して形成され、その上側に、ベルトコード１１の前記面１６を形成する上面２６ｓが形成される。また、本実施形態では、前記上面２６ｓに向かって張力をかけながら、複数のフィラメント１３を孔部２６に通過させている。これにより、フィラメント束２７は、上面２６ｓに沿って各フィラメント１３が並んで配置されるため、ベルトコード１１の前記面１６を確実に形成しうる。
【００３８】
そして、本実施形態では、フィラメント束２７の外周に、バラケ防止用の前記ラッピング層（図示省略）を被覆している。これにより、断面略三角形状のベルトコード１１が形成される。なお、フィラメント１３同士を接着剤等を用いて接着する場合には、隣り合うフィラメント１３、１３間に、接着剤を浸透させる。
【００３９】
図５に示されるように、前記トッピング工程では、先ず、複数個のリール体３１の各々から引き出された複数本のベルトコード１１を、整列用ロール３２に通過させることにより、該ベルトコード１１が略平行に配列されたベルトコード配列体３３を形成する。
【００４０】
前記整列用ロール３２は、ベルトコード１１を上下から狭持する回転自在な上ロール体３２Ａ、及び下ロール体３２Ｂを含む。これらのロール体３２Ａ、３２Ｂの各外面には、ベルトコード１１を案内する上案内溝３６Ａ及び下案内溝３６Ｂが複数形成される。
【００４１】
図６に拡大して示されるように、本実施形態の各案内溝３６Ａ、３６Ｂは、断面略矩形状にそれぞれ形成され、それらのタイヤ軸方向の位置がそれぞれ一致している。また、各案内溝３６Ａ、３６Ｂは、各深さＤ６ａ、Ｄ６ｂの合計Ｄ６が、ベルトコード１１の厚さ（前記面１６から該面１６と向き合う頂点１９までの該面１６に対する法線距離）Ｌ１と同一、又はやや大に設定される。さらに、各案内溝３６Ａ、３６Ｂの幅Ｗ６が、ベルトコード１１の前記面１６の幅、即ち前記最大幅Ｗ１ｍと同一、又はやや大に設定される。
【００４２】
本実施形態では、上案内溝３６Ａ及び下案内溝３６Ｂによって形成される孔部３９に、ベルトコード１１を上ロール体３２Ａ側にテンションをかけながら通過させている。これにより、ベルトコード１１の前記面１６が、上案内溝３６Ａの上水平面３６Ａｓで摺動し、該面１６を上側に向けて確実に配列することができる。
【００４３】
図５に示されるように、周知のカレンダー機３４を用いて、ベルトコード配列体３３の両面に、トッピングゴム１２を被覆することにより、ベルトコード１１の面１６が上側を向いたゴム付きファブリック２１が形成される。
【００４４】
図７（ａ）に示されるように、前記１次プライ形成工程では、先ず、ゴム付きファブリック２１を１次プライ２２の長さ方向に対して傾斜させ、かつ各ベルトプライ７Ａ〜７Ｂ（図１に示す）の幅相当の長さＬ７で切断した裁断片２１Ｔを形成する。そして、各裁断片２１Ｔの端部２１Ｔｅ、２１Ｔｅ間を順次連結することにより、ベルトコード１１が長手方向に対して傾斜して配列された長尺の１次プライ２２を形成する。
【００４５】
図７（ｂ）に示されるように、この１次プライ２２を、成形ドラム４０上で一回巻き付け、その周方向両端部２２ｔ、２２ｔを互いに重ね合わせてジョイントすることにより、円筒状の各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ（図１に示す）が形成される。このとき、１次プライ２２は、ベルトコード１１の前記面１６（図２に示す）が、成形ドラム４０の半径方向外側になるように巻き付けられる。これにより、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄにおいて、各ベルトコード１１の幅Ｗ１を、タイヤ半径方向内側から外側に向かって漸増させることができる。
【００４６】
本実施形態では、複数のフィラメント１３を束ねて形成されたベルトコード１１が例示されたが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示されるように、ベルトコード１１が、断面略三角形状に形成されたモノフィラメント１８からなるものでもよい。このようなベルトコード１１は、複数のフィラメント１３からなるベルトコード１１（図３に示す）に比べて断面略三角形状を安定して維持できるため、トレッド部２（図１に示す）の耐久性を大幅に向上しうる。
【００４７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【００４８】
図１に示す基本構造を有し、表１に示すベルトプライ、及びベルトコードを有するタイヤが製造され、それらの性能がテストされた。また、比較のために、図９（ａ）に示される断面円形状の従来のベルトコードを有するタイヤ、及び図９（ｂ）に示されるタイヤ半径方向内側から外側に向かって幅が漸減するベルトコードを有するタイヤについても、同様にテストされた。なお、共通仕様は次のとおりである。
タイヤサイズ：３１５／８０Ｒ２２．５
リムサイズ：２２．５×９．００
テスト方法は、次の通りである。
【００４９】
＜耐衝撃性＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧１２００ｋＰａを充填して、トレッド部の踏面に、先端が円錐状に形成された錘（先端の径：３８mm、質量：３００ｋｇ）を自由落下させ、供試タイヤがパンクしたときの錘の位置エネルギー（Ｊ）（踏面からの高さ×錘の質量×重力加速度／１０００）を求めた。結果は、位置エネルギーが大きいほど、耐衝撃性（トレッド部の耐久性）に優れる。
【００５０】
＜耐久性（ゴム剥離・断線の有無）＞
ＧＵＬＦ規格に準拠し、各供試タイヤを上記リムにリム組みして、内圧８３０ｋＰａ充填し、ドラム試験機（ドラム直径：１７０７mm、時速：４９km／ｈ、室温：３８±３℃）を用いて、荷重２４．２８ｋＮの条件下で７時間、荷重３０．９０ｋＮの条件下で１６時間、及び荷重３７．１５ｋＮの条件下で２４時間を順次走行させた。走行後、Ｘ線ＣＴスキャン装置でタイヤ断面像を取得し、ベルトプライのタイヤ軸方向の両端におけるトッピングゴムの剥離、及びベルトコードのフィラメントの断線の有無を確認した。
【００５１】
＜乗り心地＞
各供試タイヤを上記リムに上記条件でリム組みし、かつ８．５屯積み２−Ｄ車の全輪に装着し、半積載（前輪荷重：２６．７２ｋＮ、後輪荷重：１１．３８ｋＮ）状態で、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路及びビッツマン路をそれぞれ走行させた。そして、プロドライバーによる官能により、ゴツゴツ感、突き上げ及びダンピングを総合評価した。結果は、比較例１を１００とする評点で表示している。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2013189127.tif 000003
2013189127.tif 000004
【００５３】
テストの結果、実施例のタイヤは、トレッド部の耐久性を向上しうることが確認できた。
【符号の説明】
【００５４】
２      トレッド部
７      ベルト層
１１      ベルトコード
【図１】
2013189127.tif 000005
【図２】
2013189127.tif 000006
【図３】
2013189127.tif 000007
【図４】
2013189127.tif 000008
【図５】
2013189127.tif 000009
【図６】
2013189127.tif 000010
【図７】
2013189127.tif 000011
【図８】
2013189127.tif 000012
【図９】
2013189127.tif 000013